Unda și teoria corpusculară
În conformitate cu conceptele fizicii clasice, lumina - undele electromagnetice într-un anumit interval de frecvență. Cu toate acestea, interacțiunea luminii cu materia apare ca în cazul în care lumina avea flux de particule.
În zilele lui Newton au fost două ipoteze cu privire la natura luminii - corpusculare. El a pledat de Newton și valul. Dezvoltarea în continuare a tehnicilor de teorie și experimentale a făcut o alegere în favoarea teoriei valurilor.
Dar, la începutul secolului XX,. noi probleme: interacțiunea luminii cu materia nu poate fi explicat în cadrul teoriei valurilor.
Atunci când este expusă la lumină bucata de metal electroni emiși din acestea (efectul fotoelectric). Cineva s-ar aștepta ca viteza electronilor emiși (energia cinetică) va fi cu atât mai mare, cu atât mai mare energia undei incidente (intensitatea luminii), dar sa constatat că viteza de electroni este independentă de intensitatea luminii, și este determinată de frecvența (culoare).
Imagine bazată pe faptul că unele materiale după iluminarea luminii și tratarea chimică ulterioară întunecă, iar gradul de înnegrire este proporțională cu luminozitatea și iluminarea de timp. Dacă un astfel de strat de material (placă) este iluminat cu lumina o anumită frecvență, apoi, după dezvoltarea suprafeței omogene înnegrită. Prin reducerea intensității luminii vom obține suprafață omogenă, cu grade mai mici de tot înnegrire (diferite nuanțe de gri). Și totul sa încheiat, astfel încât la lumină foarte scăzută, nu vom obține grad foarte scăzut de înnegrire a suprafeței și împrăștiate la întâmplare pe suprafața de puncte negre! Era ca și cum lumina a venit numai în aceste locuri.
Caracteristici ale interacțiunii luminii cu fizicieni de materie forțată să se întoarcă la teoria corpusculară.
Interacțiunea luminii cu materia apare ca în cazul în care lumina a avut un flux de particule, energia și impulsul care este legat de frecvența luminii de relațiile
unde h - constanta lui Planck. Aceste particule sunt numite fotoni.
Efectul fotoelectric poate fi înțeleasă, dacă vom adopta punctul de vedere al teoriei corpusculare a luminii și ia în considerare fluxul de particule. Dar atunci există problema cum să se ocupe cu diferite proprietăți ale luminii, care ocupă o mare parte a fizicii - optica. reieșind din faptul că lumina este o undă electromagnetică.
O situație în care fenomenele individuale sunt explicate cu ajutorul unor ipoteze speciale, disparate unul de altul, sau chiar se contrazic între ele, este considerată inacceptabilă, deoarece fizica aspiră pentru a crea o imagine unificată a lumii. Și confirmarea validității acestei afirmații a servit doar că la scurt timp înainte de dificultățile care au apărut în legătură cu optica efectul fotoelectric a fost redus la electrodinamicii. Fenomenul de interferență și difracție cu siguranță nu au fost de acord cu conceptul de particule, dar unele proprietăți ale luminii este la fel de bine explicată și cu faptul că și celelalte puncte de vedere. Valul electromagnetic are energie și impuls, energia este proporțională cu pulsul. Atunci când lumina este absorbită transmite sale proprii impuls, t. E. acționează presiune asupra forței de barieră proporțională cu intensitatea luminii. Fluxul de particule de asemenea, pune presiune pe un obstacol, și într-o relație adecvată între energia și impulsul particulei va fi proporțională cu presiunea intensității debitului. O realizare importantă a fost explicarea teoriei difuziei luminii în aer, astfel încât a devenit clar, în special, de ce cerul este albastru. Din urmat teoria că împrăștierea luminii nu se schimba frecventa.
electroscop neutru legat la o placă metalică. Pornind de la placa de iluminat cu lumină, electronii încărcat pozitiv frunze
Cu toate acestea, dacă luați punctul de vedere al teoriei corpusculare și să presupunem că este caracteristica luminii, care este în teoria ondulatorie este asociată cu frecvența (culoare), în corpusculare este legată de energia particulei, s-ar părea că, în împrăștierea (coliziune a unei particule de fotoni de împrăștiere), energia fotonului imprastiate Acesta ar trebui să scadă. Experimente speciale privind împrăștierea de raze X, care corespund la particule cu energii de trei ordine de mărime mai mare decât cea a luminii vizibile, a arătat că teoria corpusculară este corectă. Lumina trebuie să fie considerată ca un flux de particule și fenomene de interferență și difracție au fost explicate în termenii teoriei cuantice. Dar sa schimbat foarte conceptul de particule ca un obiect vanishingly mici se deplasează de-a lungul unui traseu definit și având la fiecare punct de o anumită viteză.
Experiența cu electroni (experimentul lui Young) a fost realizat pentru lumina. iluminarea ecranului pentru despicăturile au aceeași formă ca și pentru electroni, iar acest model de interferență a luminii incidente pe ecran din două fante, servesc ca dovadă a naturii undă a luminii.
O problemă asociată cu corpusculare și val proprietățile particulelor. Ea are într-adevăr o istorie lungă. Newton credea că lumina este un flux de particule. Dar, în același timp, a avut un tiraj de o ipoteză despre natura de undă a luminii, legate, în special, numit Huygens. Exista la momentul datelor privind comportarea luminii (propagarea rectilinie, reflexie, refracție și dispersie) sunt la fel de bine explicate și că și celelalte puncte de vedere. În același timp, desigur, cu privire la natura undelor luminoase sau particule ceva precis de spus că era imposibil.
Mai târziu, cu toate acestea, după detectarea fenomenelor de interferență și difracție a luminii (începând XIX in.), Ipoteza Newtonian a fost abandonată. Dilemma „undă sau particulă“ de lumină a fost rezolvată experimental în favoarea val, deși a rămas natura neclară a undelor de lumină. În continuare, sa constatat și natura lor. Undele de lumină a apărut undele electromagnetice de anumite frecvențe, adică. E. Imprastiati perturbație câmp electromagnetic. Teoria valurilor ca și în cazul în care în cele din urmă a triumfat.
Pe această pagină a materialului pe temele: